JPS61209854A

JPS61209854A - 工作機械

Info

Publication number: JPS61209854A
Application number: JP4833385A
Authority: JP
Inventors: Kazu Watabe; 渡部　和; Kaoru Matsumura; 薫松村
Original assignee: Hitachi Seiko Ltd
Current assignee: Via Mechanics Ltd
Priority date: 1985-03-13
Filing date: 1985-03-13
Publication date: 1986-09-18
Anticipated expiration: 2009-03-30
Also published as: JPH0622780B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の利用分野〕本発明は、工作機械に係り、特に高精度な加工を行なう
のに好適な工作機械に関する。

〔発明の背景〕

工作機械の加工精度５を向上させるには、工作機械その
ものの精度を上げる必要がある。しかし、工作機械自体
の精度吹上げることは、技術的な面あるいは経済的な面
から制約がある。このため、たとえば、特開昭５４−１
０２６７１号公報に開示されているように、工作機械の
精度を補正する補正手段を設け、加工精度を向上させる
ようにしたものが提案されている。

このような工作機械によれば、工作機械自芹９精度に係
わらず基準ブロックの精度によって加工が行なわれるた
め、高精度の加工を行なうことができる。しかし、基準
ブロックの基準面と平行な方向の真直度の補正ができな
いため、移動体の傾斜や上下動による加工精度の低下を
防止することができない。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、移動体の移動径路の真直度を高精度に
補正し、高い加工精度を得られるようにした工作機械を
提供するにある。

〔発明の概要〕

上記目的を達成するため、本発明においては、〜を検出する真直度検出手段の出力に基づいて微小変位手
段を作動させ、移動体の移動径路の真直度を高精度に補
正するようにしたことを特徴とする。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の一実施例を図面にしたがって説明する。

第１図ないし第６図は本発明の一実施例を示すものであ
る。同図において、ベッド１上には、サドル２が固定さ
れ、このサドル２に形成された案内面（図示せず）に沿
って、紙面に垂直な方向に移動可能なテーブルベース３
が支持されている。

このテーブルベース３の上には、被加工物（図示せず）
を支持固定するだめのテーブル４が固定されている。前
記ベッド１の上面に形成された案内面５に摺動自在に接
するベアリング６には、微小変位手段７が固定され、こ
の微小変位手段７にコラム８が固定されている。このコ
ラム８には、主軸頭９が、コラム８に形成された案内面
（図示せず）に沿って上下方向に摺動可能に支持されて
いる。この主軸頭９に、回転可能に支持された主軸１０
の一端には、刃具１１が支持されている。前記ベッド１
には、ブラケット１２を介して、投光手段１３が支持さ
れている。一方、前記コラム８の下部には、前記投光手
段１３に対向する光位置検出手段１４が固定されている
。

前記投光手段１３は、一対の平行な真直基準光線（以下
単に光線という）１５．１６ｔ−１前記コラム８が移動
すべき径路に沿って投光するもので、たとえば、レーザ
発振器などで構成される。

前記光位置検出手段１４は、前記投光手段１３　　　’
から発振された光線１５．１６の光路と交差するように
配置された一対の受光素子１７．１８を備えている。こ
れらの受光素子１７．１８は、たとえば、第２図に示す
ような光位置検出素子２０を用いる。この光位置検出素
子２０は、光線１５（又は１６）を受光して生じたＸｔ
　、　Ｌを、′１極２１号、２２にから取出し、それぞ
れの大きさによって受光位置を知るようにしたものであ
る。すなわち、受光位置で発生した電流Ｘ１．　Ｌは、
各電極２１４．２２までの距離の抵抗層を通って出力さ
れるので、その大きさを比較することにより、受光位置
を求めるように構成され、数μｍの変位を検出し得るよ
うになっている。このような、光位置検出素子２０によ
り、さらに微小な変位番検出するためには、第３図に示
すように、゛光線１５の光軸に対し、角度θだけ傾斜さ
せ、変位量Δｙを、変位量ΔＳＫ拡大すればよい。この
とき、Δｙに対するΔＳの量は、 Δ５＝１ＳＩＮ＃　　”ＩＹ　””””””°°””””””’
　　　（１）で求めることができる。たとえば、＃を５
度に設定すると、ｌｐｍ以下の変位量を検出することが
できる。

前記光位置検出素子２０を用いた位置検出は、第４図に
示すような検出回路２３で行なわれる。

この検出回路２３は、光位置検出素子２０の電極２１．
２２から印加される電流ＸＩ、Ｘｓを加算（ＸＩ＋Ｘ鵞
）および減算（Ｘ　Ｉ−Ｘ　！　）する増巾器２４４お
よび２５と、増巾器２４．２５からの信号に含まれるノ
イズを除去するフィルタ２６．２７およびフィルタ２６
．２７から印加される信号で割算し、光位置検出素子２
０上の受光位置を求める割算器２Ｂを備えている。

真直度検出手段は、前記第１図に示すように、投光手段
１３と、光位置検出手段１４の中に所定の間隔で配置さ
れた一対の光位置検出素子２０および各光位置検出素子
２０に接続された一対の検出回路２３（第４図参照）を
備えている。

このような真直度検出手段によるコラム８の真直度の検
出は、次のように行なう。

まず、コラム８が基準位置（たとえば、ベース１の右端
）にあるとき、光位置検出素子２０の受光位置を検出し
て記憶しておく。ついで、コラム８を移動させ、光位置
検出素子２０の受光位置の変化を検出する。そして、前
記基準位置での検出結果と比較し、その差Δｙ１　、Δ
ｙ２を求める。

前記微小変位手段７は、第５図に示すように、ベアリン
グ６に形成された案内溝３１に摺動自在に嵌合する可動
ぐさび３２と、前記ベアリング６に固定され、前記可動
くさび３２を移動させるためのモータ３３と、一端がモ
ータ３３に結合され、慣の一端が前記可動くさび３２ｔ
−形成されたねじ穴（図示せず）に螺合する送りねじ３
４と、前記可動くさび３２に接するように、前記コラム
８に固定された固定くさび３５から成る。そして、可動
くさび３２が矢印方向に移動すると、コラム８を矢印方
向に押上げるようになっている。

このような微小変位手段７によるコラム８の変位の補正
は次のように行なう。

前記光位置検出素子２０からの信号に基いて、前記検出
回路２３で、光位置検出素子２０の受光位置を検出する
。この検出回路２３の出力を受けた演算回路４０は、予
じめ記憶されている基準位置における光位置検出素子２
０の受光位置の信号と析たに印加された信号と？比較し
、その変位量を求めると共に、前記可動くさび３２を移
動させるべき方向と移動量を算出して、制御回路４１へ
印加する。篩御回路４１は、前記演算回路４０からの指
令に基いて、前記モータ３３を回転させ、町動くさび３
２ｔ−移動させる。すると、可動くさび３２と固定くさ
び３５の相対移動により、固定くさび３５が上下方向に
移動して、コラム８が上下に移動する。

このようにして、光位置検出素子２０の出力に応じて、
その光位置検出素子２０に対応する可動くさび３２を移
動させることにより、コラム８の上下動おるいは傾きを
補正することができる。

また、コラム８を何度か往復移動させて、コラム８の移
動径路の真直度を求め、各点における平均値を求めてお
いて、補正するようにしてもよい　　φなお、前記微小
変位手段として、圧電素子を用い、コラム８の変位量に
応じて印加する適圧を変えるようにしてもよい。

上記実施例においては、ベッド１上を移動するコラム８
の特定の方向の真直度の検出、補正について説明したが
、検出手段や微小変位手段を適宜配置することにより、
コラム８の真直度を高精度に補正することができる。ま
た、コラム８を固定部材とし、主軸頭９を移動体として
、コラム８に対する主軸頭９の移動径路の真直度を補正
することもできる。

〔発明の効果〕

以上述べた如く、本発明によれば、工作機械の移動体の
移動径路の真直度を高精度に維持することができるので
、高精度の加工を行なうことができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明を適用した工作機械の一例を示す側面
図、第２図は、第１図における光位置検出素子の側面図
、第３図は、光位置検出素子による検出原理を示す側面
図、第４図は、変位量を検出する検出回路のブロック線
図、第５図は、第１図における微小変位手段の一例を示
す側面図、第６図は、補正回路を示すブロック線図であ
る。 ■・・・ベッド、　　２・・・サドル、　　３・・・テ
ーブルベース、　　４・・・テーブル、　　５・・・案
内面、　　６・・・ベアリング、　　７・・・微小変位
手段、　　８・・・コラム、　９・・・主軸頭、　　１
３・・・投光手段、１４・・・光位置検出手段。牛、３図２ｎ

Claims

【特許請求の範囲】

案内面が形成された固定部材と、前記案内面に沿つて直
進する移動体とを備えた工作機械において、前記固定部
材側に配置され、前記移動体の移動すべき径路と平行な
真直基準光線を投光する投光手段と、前記移動体に、前
記真直基準光線と交差するように配置され、真直基準光
線を受光した位置を検出する光位置検出手段とを備え、
光位置検出手段の出力から移動体の移動径路の真直度を
検出する真直度検出手段を設け、前記移動体の前記案内
面と対向する面に所定の間隔で配置され、案内面に摺動
可能に接する複数の摺動部材と、この摺動部材と移動体
との間に配置された微小変位手段とを備え、微小変位手
段で移動体の移動径路を変位させる変位手段とを設け、
前記真直度検出手段の出力により前記微小変位手段を作
動させるようにしたことを特徴とする工作機械。